Petróleo origen extracción y procesamiento

[Música] para conocer la historia del gas y del petróleo es necesario viajar hacia atrás en el tiempo millones de años a una era geológica que denominamos mesozoico en aquellos tiempos los continentes que eran otros y ocupaban posiciones muy diferentes a las actuales comenzaban lentamente y a lo largo de millones de años a configurar el mapa tal como lo conocemos hoy eran los días de los grandes años que convivían con primitivos mamíferos pequeños y asustadizos y de interminables bosques de coníferas en las entradas del océano que formaban fiordos bahías y ensenadas así como en otros ambientes

de aguas tranquilas como grandes lagos comenzaba el proceso de la formación de los hidrocarburos a lo largo del tiempo los lechos de esos ambientes acuáticos recibieron enormes cantidades de desechos orgánicos eran restos de organismos muertos de origen animal así como de algas y plantas terrestres que se depositaron en el fondo junto con sedimentos minerales de variada composición con el paso de los milenios lo que alguna vez fue el fondo del mar o de un lago quedó sepultado por nuevos sedimentos minerales a veces con nueva materia orgánica dependiendo de los procesos que ocurrieron en la superficie

el peso de los nuevos sedimentos hundieron el antiguo lecho cada vez más este proceso produjo el aumento de la presión y la temperatura al alcanzar determinados valores de presión y temperatura y en ausencia de oxígeno la materia orgánica contenida en el antiguo lecho acuático comenzó a transformarse en otras sustancias en lo que se suele denominar una cocina geológica millones de años más tarde la materia orgánica original quedó convertida en gas y en petróleo así lo que alguna vez fue un lecho marino o lacustre millones de años más tarde se transformó en una roca generadora de

hidrocarburos o roca madre por tratarse de una roca impermeable estos hidrocarburos quedaron atrapados en poros microscópicos aislados unos de otros sin posibilidad de escapar de la formación que lo género sin embargo en algunos casos el sostenido aumento de la presión y a veces los movimientos tectónicos de la corteza terrestre abrieron pequeñas fisuras en la roca generadora aquellas que estaban en contacto con formaciones permeables sirvieron de vía de escape para una parte del gas y del petróleo en un proceso conocido como migración en ocasiones durante la migración los hidrocarburos se encontraron a su paso formaciones geológicas

permeables es decir cuyos poros estaban interconectados entre sí en este caso los fluidos pudieron continuar su lento viaje por el interior de las rocas en general con dirección a la superficie a lo largo de millones de años una pequeña parte del petróleo y del gas formados en las rocas generadoras alcanzó la superficie para perderse en paraderos naturales pero una parte de ellos se encontró a su paso con otras formaciones geológicas impermeables que funcionaron como barreras y les impidieron continuar su viaje en esos casos el gas y el petróleo quedaron atrapados en trampas geológicas es decir

acumulados en formaciones permeables pero sin la posibilidad de seguir avanzando hacia la superficie debido al sello impermeable esto es lo que llamamos sistema petrolero y consta de una roca generadora impermeable que alguna vez fue el hecho de un ambiente acuático y en donde se generaron los hidrocarburos una roca reservorio permeable que recibió los hidrocarburos que emigraron desde la roca generadora y una roca sello que constituyó la trampa históricamente el llamado desarrollo convencional consiste en descubrir estas trampas y mediante la perforación de pozos extraer los hidrocarburos alojados en la roca reservorio permeable sin embargo con las

tecnologías actuales hoy es posible recuperar también los abundantes recursos de gas y petróleo que no pudieron migrar y quedaron atrapados en las rocas generadoras de muy baja permeabilidad para ello se utiliza principalmente una técnica conocida como estimulación hidráulica fractura hidráulica o fracking que consiste en reabrir las fisuras naturales apuntalarlas con arenas para que no vuelvan a cerrarse y conectarlas entre sí para permitir la recuperación de los hidrocarburos a esto se lo llamo desarrollo no convencional entonces a modo de repaso la actividad convencional consiste en extraer los hidrocarburos que se formaron en la roca generadora que

lograron escapar de ella y quedaron entrampados en las rocas reservorio permeables la actividad no convencional en cambio consiste en obtener el gas y el petróleo directamente de las rocas generadoras impermeables o de muy baja permeabilidad con ayuda de la estimulación hidráulica para extraer los hidrocarburos se requieren cinco procesos exploración es el estudio de suelos que se realiza para identificar y localizar posibles yacimientos se toman muestras de roca y suelo en los que se describen las características de la superficie imágenes satelitales y fotografías aéreas y se someten a investigación y análisis de ser ubicadas las posibles

zonas donde existen hidrocarburos será inicio al segundo proceso llamado sísmica para la sísmica terrestre se ubican pequeñas cantidades de 6 michel el orificio de 8 centímetros de diámetro y entre 5 y 15 metros de profundidad y se producen pequeñas detonaciones que generan ondas que se propagan hasta el subsuelo y a través de una estación receptora compuesta por unos equipos llamados geófonos se recopila información de las características de las diferentes formaciones geológicas esto genera una imagen de las diferentes capas del subsuelo los geólogos determinan las zonas aptas para encontrar hidrocarburos y se da paso a la

perforación exploratoria en el caso de sísmica marina se utiliza un barco científico que arrastra un juego de cables que portan los geófonos y pistolas de aire este mecanismo expulsa aire comprimido a alta presión generando ondas que atraviesan el lecho marino y las diferentes formaciones del subsuelo que rebotan para ser identificadas por los geófonos y ser analizadas por los geólogos la exploración sísmica se realiza bajo parámetros de buenas prácticas y respetando las normas ambientales este procedimiento no afecta los acuíferos ni los cuerpos de aguas superficiales las compañías invierten altas cantidades de recursos económicos humanos y tecnológicos

factores que no garantizan el hallazgo de un yacimiento pero si una operación con los más altos estándares y buenas prácticas perforación el primer pozo que se perfora en un área geológicamente inexplorado y que permite saber si realmente hay o no hidrocarburos se denomina pozo exploratorio para esto se instala una torre de perforación para abrir un pozo que atraviesa las formaciones del subsuelo hasta llegar al yacimiento que contiene el petróleo y el gas esto puede durar entre un mes y más de un año dependiendo de la complejidad geológica y del objetivo trazado o la torre o

taladro está compuesta por un sistema de tuberías de acero que se van uniendo a medida que avanza la perforación una broca que va a perforando el suelo un sistema de lodos que bombea inyecta y circula permanentemente lubrica la broca sostiene las paredes del pozo y saca a la superficie el material sólido que se va desintegrando motores que imprimen la fuerza que requiere este proceso de perforación y un sistema de prevención de la salida de fluidos provenientes del subsuelo para llegar al yacimiento en las diferentes etapas de perforación se utiliza un tipo especial de tubería de

revestimiento la cual se cementa a las paredes del pozo y previene posibles contaminaciones de acuíferos producción al finalizar la perforación se realiza el completamiento y prueba de los pozos si el volumen encontrado justifica su extracción se inicia la producción de crudo y gas natural mediante un instrumento llamado cañón se perfora el último tramo de tubería abriendo pequeños orificios por donde empezará a filtrarse el hidrocarburo saliendo a la superficie de manera controlada en ocasiones el hidrocarburo llega a la superficie por flujo natural de ser necesario por insuficiente presión se instalan sistemas artificiales para bombear el crudo

en el caso del gas natural la presión del yacimiento es suficiente para impulsarlo hacia la superficie cuando esta presión va disminuyendo es necesario implementar nuevo sistema de compresión que estimulen su flujo hacia la superficie en superficie se utilizan diferentes equipos para limpiar las impurezas del crudo separando sedimentos agua gas natural y se adicionan diferentes químicos para alcanzar las propiedades exigidas por el mercado y se colocan en tanques de almacenamiento para iniciar su transporte para el caso del gas se limpia en sus impurezas y por razones de seguridad se agrega un producto químico que le da

el olor característico luego se almacena mediante compresión en tanques especiales o se convierte en gas licuado para transportarlo directamente transporte para el transporte a la refinería o puerto de exportación se utiliza un sistema de tuberías de acero llamados ductos que en la mayoría de los casos van a 2 metros bajo tierra y en otros sobre la superficie del suelo atravesando diferentes escenarios topográficos en algunos casos hasta más de 2 mil 800 metros sobre el nivel del mar también se utiliza transporte automotor en los casos en donde no existe la infraestructura de transporte productos cercanos a

las facilidades de producción para lograr el petróleo o el gas fluyan por el oleoducto o gasoducto se construyen estaciones o plantas de bombeo a lo largo de este las cuales inyectan presión al sistema impulsando el hidrocarburo en los puertos o refinerías se almacenan en tanques especiales las formaciones geológicas conocidas como rocas generadoras o yale así como las denominadas skype pueden contener abundantes recursos de gas y petróleo estas formaciones no convencionales llamadas así por su baja o nula permeabilidad se explotan a miles de metros de profundidad es por ejemplo el caso de vaca muerta cuyas horas

de interés se ubican en promedio a unos 3000 metros bajo la superficie para extraer hidrocarburos no convencionales alojados en formaciones child y time es necesario una vez perforado en los pozos utilizar una técnica conocida como estimulación hidráulica fractura hidráulica o fracking esta técnica que fue desarrollada en eeuu hacia fines de los años 40 y se utiliza en nuestro país en la mayoría de los pozos convencionales desde 1959 busca mejorar la permeabilidad de las formaciones que contienen hidrocarburos mediante micro fisuras en la roca de varios metros de longitud y apenas unos milímetros de espesor una vez

creadas el gas y el petróleo pueden fluir hacia el pozo a través de esas micro fisuras para ser recuperados en la superficie la operación comienza con el armado de la locación el cuidado del medio ambiente y las estrictas regulaciones obligan a que las locaciones sean secas esto quiere decir que todos los fluidos deben manejarse en compartimentos perfectamente estancos y sellados al igual que cualquier aditivo químico sólido una vez completada la locación comienza a trabajar el trepan o herramienta que al girar tritura la roca y perfora el pozo en la boca que en su parte más

ancha el pozo mide unos 30 centímetros de diámetro durante los primeros 300 metros de la perforación pueden encontrarse acuíferos de agua dulce a diferencia de los más profundos que -salvo excepciones- contienen agua salada por eso a lo largo de esos primeros metros se constituye una zona de seguridad en la que se practica un doble o triple encamisado este encamisado consiste en entubar el pozo con cañerías especiales y cementarlo a presión desde el interior hacia afuera así en los primeros metros el pozo queda perfectamente aislado de las formaciones geológicas y los eventuales acuíferos de agua dulce

por una triple barrera de acero y cemento la etapa siguiente implica utilizar métodos de diagnóstico para asegurar que la integridad del pozo sea perfecta la perforación continúa hasta la formación objetivo en donde se encuentran los hidrocarburos en ocasiones el diseño del pozo puede requerir ingresar en la formación horizontalmente a veces superando los 2.000 metros de extensión el pozo está terminado cuando queda entubado y segmentado a lo largo de toda su extensión para conectar el interior del pozo con las formaciones en las que se encuentran los hidrocarburos es necesario forzarlo esto se logra con herramientas especiales

que generan orificios de menos de 1 centímetros de diámetro a través de el acero y del cemento practicados estos orificios comienza la inyección del fluido de fractura este fluido consta en más del 99% de agua y arenas especiales con la adición alrededor de una docena de aditivos químicos en muy bajas concentraciones estos aditivos constituyen menos del 1 por ciento del fluido total y en ningún momento entran en contacto con el medio ambiente la mitad del volumen de aditivos químicos aproximadamente corresponde al ácido clorhídrico el 25 por ciento del volumen de aditivos químicos es un gelificante

en general goma guar y el 25% restante está compuesto por surfactantes rectores de gel bactericida y anticorrosivos entre otros la composición del fluido de fractura es declarada ante la autoridad de aplicación antes y después de practicada la operación el fluido es bombeado desde la superficie a gran presión una vez alcanzada la presión adecuada comienzan a abrirse las fisuras en la roca estas fisuras tienden a crecer más en forma horizontal que en forma vertical unos 250 metros hacia él lados y entre 40 y 80 metros hacia arriba y hacia abajo toda la operación ocurre a miles

de metros de la superficie y de los eventuales acuíferos de agua dulce para evitar que las fisuras vuelvan a cerrarse se utiliza un agente de sostén en este caso áreas especiales inertes que mantienen abiertas las fisuras permitiendo el paso del gas y del petróleo toda la operación se controla desde la superficie para conocer exactamente y en tiempo real el crecimiento de las fisuras y así darles la dirección y la longitud deseadas terminada la primera etapa de fractura se pasa a la siguiente para eso se coloca un tapón que aísla la zona del pozo ya fracturada

y se repite el procedimiento entre 5 y 30 veces dependiendo del diseño del pozo llega el momento entonces de remover los tapones al principio cerca del 20% del fluido inyectado regresa a la superficie esta agua de retorno o flow pack contiene altos niveles de sales cloruros y carbonatos y debe ser tratada obligatoriamente para ser reutilizada en nuevas operaciones de estimulación hidráulica lo cual reduce el requerimiento de agua fresca también puede ser re inyectada en formaciones profundas a miles de metros de la superficie y de eventuales acuíferos de agua dulce en pozos autorizados por la autoridad

de aplicación a medida que se reduce la cantidad de agua de retorno comienzan a fluir los hidrocarburos en este momento todos los equipos de perforación y fractura se han retirado quedando solo a la vista y el cabezal del pozo los trabajos de perforación y terminación de un pozo demandan unos pocos días frente a las décadas durante las cuales el pozo podría producir hidrocarburos cuando el pozo finaliza su vida útil se practican los trabajos de abandono se retiran las válvulas superficiales y se rellena el pozo con cemento antes de asegurar su boca con tapones especiales la

locación queda lista para nuevas actividades productivas o para ser re poblada por las especies locales bienvenidos hoy vamos a conocer los diferentes procesos por los que pasa el petróleo en una refinería hasta convertirse en los combustibles lubricantes y otros derivados que utilizamos en nuestra vida diaria pero en primer lugar aprendamos cómo está constituido [Aplausos] el petróleo es un hidrocarburo formado principalmente por dos elementos químicos naturales el hidrógeno y el carbono estos compuestos sumados a otros en menor cantidad se encuentran mezclados dentro del petróleo crudo que llega desde los yacimientos para utilizarlos previamente es necesario separarlos

el crudo se calienta en el horno hasta alcanzar la temperatura de destilación en la torre de tope y empieza el fraccionamiento separando las cadenas de hidrocarburos cuando el petróleo entra en la torre atmosférica la temperatura hace que los hidrocarburos más livianos se evaporen y haciendo mientras que los más pesados quedan abajo al ascender los vapores se van enfriando y cuando entran en contacto con las bandejas pasan de nuevo al estado líquido así cada uno de los componentes se encuentra su temperatura de condensación y es recolectado en esas bandejas los más livianos son el propano y

el butano estos gases son los utilizados en las garrafas salen de la torre se procesan y se almacenan para su comercialización las naftas livianas y pesadas de las que hablaremos más adelante el queroseno jet a-1 que es el combustible usado por los aviones el gasoil liviano que pasará por un proceso para eliminar el azufre contenido el gas o el pesado que también deberá pasar por otras modificaciones para mejorar su calidad antes de ser comercializado finalmente la base de la torre nos encontramos con residuos sin destilar pero no son basura aún queda mucho trabajo por hacer

queda mucho trabajo por hacer con lo que aprendimos hasta ahora cómo separar y amos estos residuos con más calor no si aumentamos tanto la temperatura los componentes se carbonizar ian para realizar este procedimiento está la unidad de vacío que desfila sin alterar la composición a presiones muy bajas acá las sustancias se evaporan a una temperatura menor y no se degrada de esta manera obtenemos nuevos componentes gasoil livianos y pesados que son enviados a un tratamiento para su comercialización posterior además de un residuo pesado y muy viscoso ya no se puede hacer nada más claro que

si el proceso continúa para obtener más derivados este residuo está formado por cadenas de hidrocarburos largas y pesadas que deben ser rotas en partes más pequeñas para usarlas aquí entra en función la unidad de craqueo térmico o coque en este equipo el producto se calienta a 500 grados y pasa a las cámaras de reacción los componentes pesados se rompen y forman componentes más livianos por la parte superior de las cámaras salen los gases que son enviados a la torre fraccionadora donde vuelven a separarse por destilación obteniendo otros gases naftas gasoil y gas o el pesado

con todo lo que vimos podemos asegurar que se puede obtener del petróleo una gran cantidad de compuestos pero todavía hay más en las unidades de toppings vacío y ccoo que obtuvimos gasoil pesado necesitamos convertir este producto en uno de mayor valor comercial para esto usamos la unidad de craqueo catalítico donde partimos las cadenas largas de hidrocarburo del gasoil pesado y formamos numerosos compuestos de cadenas más cortas los gases metano y etano que son el combustible de los hornos de la refinería los gases propano y butano utilizados como materias primas en la industria petroquímica combustible para

automóviles que va a formar parte de la nafta super e infinia gasoil que será el combustible de una amplia variedad de maquinarias además si combinamos una pequeña porción de gasoil liviano con una parte mayor del fondo de vacío obtenemos fue eloy el combustible de los barcos y las centrales de energía eléctrica pero vayamos a ver qué pasa con el más conocido de los combos la nafta el combustible que viene del craqueo catalítico se fracciona antes de llegar a la mezcla final la parte más liviana se dirige a la unidad time para producir naftas de mayor

calidad la otra parte junto con las naftas que vienen del tapping y del coque van a la unidad de hidrotratamiento donde entran en contacto con hidrógeno y las reacciones químicas suprimen los metales azufre oxígeno y nitrógeno se eliminan no solo porque bajan la calidad de la nafta sino que además son contaminantes del medio ambiente ahora sin estos elementos la nafta será mejorada y se incrementará su calidad modificando las cadenas de moléculas una vez realizado este reajuste están listas para incorporarse a la mezcla final y formular naftas de la más alta calidad con el mayor octanaje

como infinia de esta manera llegamos al final del recorrido por la refinería ahora conocemos cómo y de dónde proceden los combustibles y derivados que utilizamos a diario [Música]